ES2317155T3

ES2317155T3 - Canal de doble flujo para una cabeza de extrusor.

Info

Publication number: ES2317155T3
Application number: ES05109338T
Authority: ES
Inventors: Ernest Wilford Looman, Jr.; Bruce Joseph Turner
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2009-04-16
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: EP1647390A3; US20060076703A1; DE602005010177D1; JP4786288B2; JP2006111014A; BRPI0504300A; EP1647390A2; CN1760012A; EP1647390B1

Abstract

Cabeza de extrusor que comprende una entrada de flujo (10) para recibir un material para ser extrudido; y un primer y un segundo canal de flujo (40, 50) comunicando con un extremo de la entrada de flujo (10); donde cada canal de flujo (40, 50) tiene una sección de transición (80) con paredes laterales (82, 84) y una línea central; donde una primera sección de descarga de flujo (90) está en comunicación de fluido con el primer canal de flujo (40) y una segunda sección de descarga (90) está en comunicación de fluido con el segundo canal de flujo (50); y donde cada sección de descarga de flujo (90) tiene un desviador (100) centrado en él, el desviador teniendo una línea central; caracterizada por el hecho de que la línea central de la sección de transición (80) está desviada de la línea central del desviador (100).

Description

Canal de doble flujo para una cabeza de extrusor.

Campo técnico

Esta invención se refiere a un aparato para dirigir el flujo de material elastomérico a través de una cabeza de extrusor.

Antecedentes de la invención

En la técnica de extrudir tiras de material tal como de plástico o elastoméricas, se conoce muy bien el uso de un extrusor con un barril caliente y un husillo que proporciona energía de cizallamiento al material que debe ser plastificado. Cuando el material se calienta, generalmente pasa de una forma de granulado o tira sólidos a una tira de material plastificado al final de la punta del husillo que proyecta el material en una cabeza de extrusor. Esta cabeza de extrusor generalmente tiene un único canal de flujo que tiene una trayectoria de flujo recta que dirige el material plastificado a través de la cabeza de extrusor hacia una estampa de salida o descarga que forma el material en el perfil de sección transversal apropiado predeterminado.

Es una práctica común en la industria del caucho usar un único canal de flujo para extrudir bandas de rodadura de neumático. Se ha conseguido utilizar la extrusión de múltiples cavidades para la extrusión de componentes tales como flancos, cuñas, tiras de fijación, productos de relleno y ápices. No obstante, el uso de extrusiones múltiples para bandas de rodadura ha sido más difícil de encontrar, puesto que es muy complejo fabricar un producto extrudido uniforme y preciso requerido en las bandas de rodadura de neumático actuales. La división del flujo de caucho en dos canales angulosos tiene la desventaja de provocar un desequilibrio entre la masa y la velocidad a través de la estampa. En la preparación de bandas de rodadura de neumático por ejemplo, este efecto puede tener un efecto perjudicial en la calidad del producto del neumático resultante puesto que se reduce la exactitud con la que la banda de rodadura puede ser aplicada al neumático sin vulcanizar y se puede dar una asimetría en el neumático moldeado, llamada conicidad. Por esta razón, la mayoría de los fabricantes han elegido utilizar un sistema de extrusión de banda de rodadura de una sola cavidad.

EP-A 1186397 o US-A 2004/0185132 describen una cabeza de extrusor según el preámbulo de la reivindicación 1. Una cabeza de extrusor similar es también conocida de la WO-A-99/22927.

Resumen de la invención

La invención provee en un primer aspecto una cabeza de extrusor para formar simultáneamente dos o más tiras elastoméricas con un perfil de sección transversal predeterminado de un material según la reivindicación 1.

La invención provee en un segundo aspecto un método para formar simultáneamente dos o más tiras elastoméricas con un perfil de sección transversal predeterminado de un material según la reivindicación 9.

Las reivindicaciones dependientes cubren formas de realización preferidas de la invención.

Breve descripción de los dibujos

Fig. 1 es una vista en planta desde arriba del canal de flujo del extrusor conectado a un extrusor en el lado corriente arriba del flujo de material y a una estampa de perfilado en el lado corriente abajo del flujo del canal, y

Fig. 2 es una sección transversal tomada de la Fig. 1 a lo largo de las líneas 2-2.

Descripción detallada de la invención

Con referencia a las Figs. 1 y 2, un extrusor (parcialmente mostrado) tiene un husillo de extrusor 2 con una punta de husillo de extrusor 4 incluida en un barril de extrusor 3. Fijado al barril de extrusor hay una cabeza de extrusor 5. La cabeza de extrusor tiene un canal de flujo 10 para recibir material plástico o elastomérico tal como caucho. El canal de flujo 10 es adicionalmente dividido corriente abajo en dos canales de flujo 40, 50 para preformar el flujo. Cada canal 40, 50 tiene un extremo de salida para descargar el material plastificado a través de una estampa para formar el perfil de la tira elastomérica a producir. Este estampa es comúnmente llamada estampa de perfilado 60.

Después de que el material fluya desde el barril del extrusor 3 y entre por la entrada del canal de flujo 10, el flujo de masa es dividido en dos canales de flujo 40, 50. Los canales de flujo son orientados a un ángulo \theta en el rango de 30-60 grados, y preferiblemente 50 grados. Cuando el material fluye hacia abajo por los canales de flujo angulosos 40, 50, el material viaja más rápido a las largo de las paredes interiores 70 que a lo largo de las paredes exteriores 72. Además, la mayor parte de la masa del material se concentra a lo largo de la pared interna 70. Así el canal de flujo anguloso da lugar a una masa y distribución de velocidad desigual, con una masa que fluye más rápido y más concentrada a la largo de la pared interna.

Para contrarrestar este desequilibrio de flujo, se añade una sección de transición 80 antes de la sección de descarga del flujo 90. La sección de transición 80 comprende unas paredes laterales planas internas y externas 82, 84 donde las paredes laterales que entran a y salen del área de transición están curvadas. La sección de transición 80 tiene una longitud L y un ancho W. Preferiblemente el ancho es aproximadamente igual a la longitud, y tiene una longitud L suficientemente dimensionada para estabilizar el flujo en un perfil de masa uniforme. Así el flujo en el área de transición es paralelo al flujo de entrada y al flujo de descarga. El ancho W es la distancia entre la pared lateral interna 82 y la pared lateral externa 84.

Puesto que una cantidad desproporcionada de masa del material que entra en el área de transición está cerca de la pared interna 82, el área de transición 80 funciona para desviar la masa hacia la pared externa 84, de modo que el centro de masa del flujo se centre en alineación con el desviador de flujo corriente abajo. La sección de transición 80 tiene una línea central que está ligeramente desviada hacia la pared externa desde la línea central del canal de descarga del flujo. El efecto de la línea central de transición desviada es pasar la masa del flujo hacia la pared externa, y así a una distribución más uniforme. La cantidad de desvío de la línea central de transición puede depender de las características de fluidez del material particular seleccionado. Normalmente para el caucho, el desvío puede estar en el rango de 1 a 6 mm.

Después de que el flujo salga del área de transición, entra en el canal de descarga del flujo 90. Centrado con cada canal de descarga de flujo hay un desviador de flujo 100, que es preferiblemente formado como un ala con bordes delanteros elevados 102. Cada desviador de flujo tiene un diseño preferiblemente simétrico alrededor de su línea central. El desviador de flujo 100 funciona para esparcir el material a la anchura deseada antes de que fluya en la estampa 60.

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Documentos citados en la descripción

Esta lista de documentos citados por el solicitante ha sido recopilada exclusivamente para la información del lector y no forma parte del documento de patente europea. La misma ha sido confeccionada con la mayor diligencia; la OEP sin embargo no asume responsabilidad alguna por eventuales errores u omisiones.

Documentos de patente citados en la descripción

\bullet EP 1186397 A [0004]: \bullet WO 9922927 A [0004]

\bullet US 20040185132 A [0004]

Claims

1. Cabeza de extrusor que comprende una entrada de flujo (10) para recibir un material para ser extrudido; y un primer y un segundo canal de flujo (40, 50) comunicando con un extremo de la entrada de flujo (10); donde cada canal de flujo (40, 50) tiene una sección de transición (80) con paredes laterales (82, 84) y una línea central; donde una primera sección de descarga de flujo (90) está en comunicación de fluido con el primer canal de flujo (40) y una segunda sección de descarga (90) está en comunicación de fluido con el segundo canal de flujo (50); y donde cada sección de descarga de flujo (90) tiene un desviador (100) centrado en él, el desviador teniendo una línea central; caracterizada por el hecho de que la línea central de la sección de transición (80) está desviada de la línea central del desviador (100).

2. Cabeza de extrusor según la reivindicación 1, donde las paredes laterales (82, 84) de la sección de transición (80) son planas y/o donde las paredes laterales (82, 84) cuando entran a y salen de la sección de transición (80) están curvadas.

3. Cabeza de extrusor según la reivindicación 1 ó 2, donde la sección de transición (80) tiene una longitud (L) que es suficiente para estabilizar el flujo del material para ser extrudido en un perfil de masa uniforme.

4. Cabeza de extrusor de al menos una de las reivindicaciones precedentes, donde la sección de transición (80) tiene una longitud (L) y un ancho, el ancho siendo del 90% al 140%, preferiblemente 95% al 120%, de la longitud (L).

5. Cabeza de extrusor de al menos una de las reivindicaciones precedentes, donde el flujo de material en la sección de transición (80) es paralelo al flujo de material en la entrada de flujo (10) y es paralelo al flujo de material en la salida del desviador (100).

6. Cabeza de extrusor de al menos una de las reivindicaciones precedentes, donde la línea central de la sección de transición (80) está desviada hacia la pared lateral externa (84) de la línea central del desviador (100).

7. Cabeza de extrusor de al menos una de las reivindicaciones precedentes, donde el desvío está en el rango de 1 mm a 6 mm.

8. Cabeza de extrusor de al menos una de las reivindicaciones precedentes, donde el desviador (100) está formado como un ala con bordes delanteros elevados (102).

9. Método para formar simultáneamente dos o más tiras elastoméricas con un perfil de sección transversal predeterminado de un material, el método comprendiendo las etapas de:

(a): recibir el material de un extrusor en un canal (10);

(b): dividir el material del canal (10) en un primer y un segundo canal de flujo anguloso (40, 50),

(c): enderezar el flujo del material en una sección de transición (80) del primer y segundo canal de flujo (40, 50);

(d): alinear el centro de masa del material con el centro de un desviador (100) localizado en una sección de descarga (90) desviando la línea central de la sección de transición (80) de la línea central del desviador (100); y

(e): descargar el material de la sección de descarga (90) en una estampa (60) y/o un preformador.